CN212658073U - 一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，包括空气换热器以及液体换热器，本实用新型通过对煤炭干馏高温半焦采用风冷换热筒进行空气间接冷却，可回收高温半焦的余热；对中温半焦采用水冷换热筒进行接冷却，可使中温半焦快速冷却到较低的温度；通过风冷换热筒对高温半焦的余热回收，通过水冷换热筒对中温半焦冷却的方式，冷却速度高效快捷；对高温半焦余热回收及快速冷却工艺具有传热效率高，余热利用效果好，设备结构紧凑、便于安装。

Description

一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置

技术领域

本实用新型属于冶金技术领域，涉及一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置。

背景技术

褐煤作为一种低变质程度的煤（劣质煤），是泥炭沉积后经脱水、压实转变为有机生物的初期产物。由于褐煤煤化程度低、机械强度小、易于碎裂、自身含水量和氧量较高、热值较低，在空气中容易风化变质和自燃，其直接燃烧的热效率较低，且燃烧时粉尘排放量较大，环境污染严重，大大限制了褐煤的开采和利用。

褐煤内部的分子结构以碳和氢为主，含少量氧，煤的热解是将煤在惰性气氛下加热升温，使其内部结构发生一系列的物理和化学变化，并产出热解煤气、焦油和半焦。褐煤中含有大量的脂肪结构、芳香结构和含氧官能团，其热解的发生是由于受热温度高于煤中弱键结构断裂温度，煤中弱键结构受热断裂，生成小分子自由基碎片，煤中氢元素以脂肪类和芳香类化合物或者以碳氢化合的气体分子形式产出。在煤热解过程中，化学反应有裂解和缩聚两大类，煤热解的前期以裂解反应为主，主要包括桥键断裂后生成自由基、脂肪侧链的裂解、含氧官能团的裂解和煤中小分子化合物裂解；煤热解的后期以缩聚反应为主，主要包括胶质体固化的缩聚反应、从半焦到焦炭的缩聚反应。

当褐煤采用干馏回转炉进行热解时，煤炭在500-550℃高温作用下热解得到高温半焦和含有焦油的高温荒煤气。高温半焦在冷却过程中为避免与空气接触而产生自燃现象，一般采用无氧冷却方式，使其温度降低到常温，冷却的工艺主要有：①从干馏回转炉排出的高温半焦送入到冷却回转炉中，采用水间接换热器进行冷却，可使高温半焦温度降至80-100℃，这种方法存在着高温半焦热量未回收的问题。②从干馏回转炉排出的高温半焦直接入水冷却或雾化喷水冷却，可使高温半焦温度迅速下降到100℃以下，但存在着高温半焦热量损失和水耗量较大的问题，而且在冷却过程中会产生大量含尘蒸汽，会造成一定的环境污染。③当高温半焦采用竖式管状换热器冷却时，其传热过程为：高温半焦通过传导传热把热量传递给换热器外壁，换热器外壁把吸收的热量通过传导传热传递给换热器内壁，换热器内壁再把吸收的热量以对流传热方式传递给低温空气，由于在换热过程中高温半焦与管壁相对静止，热量传递主要依靠传导传热，其传热效率很低，高温半焦热量回收率不高，很难适应设备大型化的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置。

为此，本实用新型采取如下技术方案：

一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，包括空气换热器以及液体换热器，所述空气换热器包括第一支架，所述第一支架上固定有圆筒形的换热筒外罩，所述外风冷换热筒外罩内设有圆筒形的风冷换热筒，所述风冷换热筒可在换热筒外罩内转动，风冷换热筒的两端从换热筒外罩两端伸出，所述风冷换热筒外罩与风冷换热筒的外壁之间形成风冷腔，所述换热筒外罩的一端设有进气孔、另一端设有排气孔，所述风冷换热筒的一端形成第一进料口、另一端形成第一出料口，风冷换热筒第一进料口一端呈向上倾斜设置并与水平面形成夹角，液体换热器包括第二支架，所述第二支架上设有水冷换热筒，所述水冷换热筒可在支架上转动，所述水冷换热筒的一端形成第二进料口、另一端形成第二出料口，水冷换热筒的第二进料口一端上倾斜设置并与水平面形成夹角，水冷换热筒内设有水冷管，所述水冷管盘绕于水冷换热筒内，水冷管的一端形成进水口、另一端形成出水口，所述进水口和出水口位于水冷换热筒外，所述第一支架和第二支架上各设有一个用于驱动风冷换热筒和水冷换热筒转动的驱动装置。

进一步地，所述风冷换热筒第一进料口一端与水平面形成10-40度夹角。

进一步地，所述水冷换热筒第二进料口一端与水平面形成10-40度夹角。

进一步地，所述驱动装置包括套设于风冷换热筒和水冷换热筒上的第一齿轮，所述第一齿轮的一侧设有与第一齿轮相啮合的第二齿轮，所述第二齿轮上设有用于驱动第二齿轮转动的电机。

进一步地，所述风冷换热筒和水冷换热筒的内壁沿周向均匀设有多个扬料板。

进一步地，所述风冷换热筒的第一出料口与水冷换热筒的第二进料口之间设有用于传送物料的传送带。

本实用新型的有益效果在于：

（1）通过对煤炭干馏高温半焦采用风冷换热筒进行空气间接冷却，可回收高温半焦的余热；对中温半焦采用水冷换热筒进行接冷却，可使中温半焦快速冷却到较低的温度。

（2）通过风冷换热筒对高温半焦的余热回收，通过水冷换热筒对中温半焦冷却的方式，冷却速度高效快捷。

（3）对高温半焦余热回收及快速冷却工艺具有传热效率高，余热利用效果好，设备结构紧凑、便于安装。

附图说明

图 1为本实用新型的结构示意图；

图中，1-第一支架，2-换热筒外罩，3-风冷换热筒，4-风冷腔,5-进气孔，6-排气孔，7-第一进料口，8-第一出料口，9-第二支架，10-水冷换热筒，11-第二进料口，12-第二出料口，13-水冷管，14-进水口，15-出水口，16-驱动装置，161-第一齿轮，162-第二齿轮，163-电机，17-传送带，18-扬料板。

具体实施方式

如图1所示，一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，包括空气换热器以及液体换热器，空气换热器包括第一支架1，第一支架1上固定有圆筒形的换热筒外罩2，外风冷换热筒外罩2内设有圆筒形的风冷换热筒3，风冷换热筒3可在换热筒外罩2内转动，风冷换热筒3的两端从换热筒外罩2的两端伸出，风冷换热筒外罩2与风冷换热筒3的外壁之间形成风冷腔4，换热筒外罩2的一端设有通入成风冷腔4内的进气孔5、另一端设有用于排气的排气孔6，风冷换热筒3的一端形成第一进料口7、另一端形成第一出料口8，在使用时高温半焦从第一进料口7进入风冷换热筒3的内部实行降温操作，风冷换热筒3第一进料口7的一端呈向上倾斜设置并与水平面形成10-40度夹角，这样设置的作用是，在冷却时高温半焦可向第一出料口8处移动并自动排除。

液体换热器包括第二支架9，第二支架9上设有水冷换热筒10，水冷换热筒10可在第二支架9上转动，水冷换热筒10的一端形成第二进料口11、另一端形成第二出料口12，水冷换热筒10的第二进料口11一端上倾斜设置并与水平面形成10-40度夹角，这样设置的目的与风冷换热筒3一样，水冷换热筒10内设有水冷管13，水冷管13盘绕于水冷换热筒10内，使用时通过水冷管13与中温半焦的接触使得中温半焦降至低温，水冷管13的一端形成进水口14、另一端形成出水口15，进水口14和出水口15位于水冷换热筒10外，在使用时向进水口14不断添加冷水，在于中温半焦换热后水温升高然后从出水口15排除。

第一支架1和第二支架9上各设有一个用于驱动风冷换热筒3和水冷换热筒10转动的驱动装置16，具体地，驱动装置16包括套设于风冷换热筒3和水冷换热筒10上的第一齿轮161，第一齿轮161的一侧设有与第一齿轮161相啮合的第二齿轮162，第二齿轮162上设有用于驱动第二齿轮162转动的电机163。

风冷换热筒3的第一出料口8与水冷换热筒10的第二进料口11之间设有用于传送物料的传送带17。

此外，风冷换热筒3和水冷换热筒10的内壁沿周向均匀设有多个扬料板18。

本实用新型在使用时，首先将冷风通过进气孔5输送至风冷腔4内部，具体地可通过风机向其内部送风，开启电机163，使得第二齿轮161带动第一齿轮161转动，最终通过第一齿轮161带动风冷换热筒3转动，然后将经干馏回转炉热解后的500～550℃高温半焦，通过第一进料口7加入风冷换热筒3内进行换热，在风冷换热筒3转动的同时设置在风冷换热筒3内壁上的扬料板18，可将风冷换热筒3底部的半焦带到上部，然后高温半焦在重力作用下从上部抛下，使的高温半焦与风冷换热筒3内壁充分接触，更好的把热量传递给到风冷换热筒3内壁，因风冷换热筒3倾斜设置，所以高温半焦在冷却的过程中会不断向第一出料口8移动并排出。

此时不断通过进气孔5风冷腔4内输送冷气，同时冷气受热后温度升高并不断从排气孔6排出，排出的热气可被回收利用实现煤炭干馏高温半焦余热的回收利用。

通过风冷换热筒3高温半焦的温度可降为350-400度，然后350-400度的中温半焦通过传送带17从第二进料口11被输送至水冷换热筒10内，此时通过驱动装置16带动水冷换热筒10转动，与此同时向水冷管13的进水口14输入冷水，在水冷换热筒10转动的过程中，中温半焦不断与水冷管13接触换热，将热量传递至水冷管13内的冷水中使其温度升高，加热后的冷水通过出水口15排出，以便于回收利用；

中温半焦从水冷换热筒10的第二出料口12排出时温度降低至100℃以下。

Claims (6)

1.一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，包括空气换热器以及液体换热器，所述空气换热器包括第一支架（1），所述第一支架（1）上固定有圆筒形的换热筒外罩（2），所述换热筒外罩（2）内设有圆筒形的风冷换热筒（3），所述风冷换热筒（3）可在换热筒外罩（2）内转动，风冷换热筒（3）的两端从换热筒外罩（2）两端伸出，所述风冷换热筒外罩（2）与风冷换热筒（3）的外壁之间形成风冷腔（4），所述换热筒外罩（2）的一端设有进气孔（5）、另一端设有排气孔（6），所述风冷换热筒（3）的一端形成第一进料口（7）、另一端形成第一出料口（8），风冷换热筒（3）第一进料口一端呈向上倾斜设置并与水平面形成夹角，所述液体换热器包括第二支架（9），所述第二支架（9）上设有水冷换热筒（10），所述水冷换热筒（10）可在第二支架（9）上转动，所述水冷换热筒（10）的一端形成第二进料口（11）、另一端形成第二出料口（12），水冷换热筒（10）的第二进料口（11）一端上倾斜设置并与水平面形成夹角，水冷换热筒（10）内设有水冷管（13），所述水冷管（13）盘绕于水冷换热筒内（10），水冷管的一端形成进水口（14）、另一端形成出水口（15），所述进水口（14）和出水口（15）位于水冷换热筒（10）外，所述第一支架（1）和第二支架（9）上各设有一个用于驱动风冷换热筒（3）和水冷换热筒（10）转动的驱动装置（16）。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，所述风冷换热筒（3）第一进料口（7）一端与水平面形成10-40度夹角。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，所述水冷换热筒（10）第二进料口（11）一端与水平面形成10-40度夹角。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，所述驱动装置（16）包括套设于风冷换热筒（3）和水冷换热筒（10）上的第一齿轮（161），所述第一齿轮（161）的一侧设有与第一齿轮（161）相啮合的第二齿轮（162），所述第二齿轮（162）上设有用于驱动第二齿轮（162）转动的电机（163）。

5.根据权利要求1所述的一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，所述风冷换热筒（3）和水冷换热筒（10）的内壁沿周向均匀设有多个扬料板（18）。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭干馏高温半焦余热回收装置，其特征在于，所述风冷换热筒的第一出料口（8）与水冷换热筒的第二进料口（11）之间设有用于传送物料的传送带（17）。

Images